孫旭亮 侯元江 韓新生 代小雁
(1山東省青島市種子站,青島 266071;2山東省青豐種子有限公司,平度 266700)
青豐1號、青農2號(原名稱為青豐2號)和青農3號(原代號為青豐3號)是山東省青豐種子有限公司選育的系列高產穩(wěn)產小麥新品種,其中青豐1號于2006年通過山東省農作物品種審定委員會審定(審定編號:魯農審2006054號)[1],2010年獲得農業(yè)植物新品種權,2011年榮獲青島市科技進步一等獎;青農2號于2010年通過山東省農作物品種審定委員會審定(審定編號:魯農審2010070號),同年獲得農業(yè)植物新品種權,2012年通過安徽省認定(編號:皖引麥201204)[2];青農3號于2015年申請農業(yè)植物新品種權保護(申請?zhí)枺?0150479.1),2016年通過安徽省農作物品種審定委員會審定(審定編號:皖麥2016002)。青豐系列高產穩(wěn)產小麥品種的育成推廣,實現(xiàn)了青島市小麥育種零的突破,徹底改變了本市小麥品種全部從外地引進的落后被動局面,為小麥生產提供了有力的品種支撐。本文對青豐1號等系列小麥品種的系譜進行了分析,以期為今后高產穩(wěn)產小麥育種提供借鑒。
從青豐1號、青農2號和青農3號的系譜圖(圖1)可以看出,其親代的遺傳背景十分豐富。
從地理區(qū)域來源看,既包括從日本(小罌粟)、意大利(維爾、L277/4、ST2422/464)、智利(歐柔、如羅)、羅馬尼亞(洛夫林13)等國引進的大量優(yōu)異種質,又包含國內大面積種植的品種,如蚰包、魯麥14。從親緣關系來看,青豐1號和青農2號既有普通小麥種質,又含有黑麥(洛夫林13等)的血緣。
圖1 青豐系列小麥品種系譜
從性狀特點來看,其豐產性主要來源于蚰選57(白蚰包)、洛夫林13、ST2422/464(鄭引4號);廣泛的適應性主要來自蚰包和歐柔;多抗性主要來源于高抗“三銹”和白粉病的洛夫林13、抗條銹病和稈銹病的如羅,以及抗葉銹病和稈銹病的維爾;后期灌漿速度快主要來源于洛夫林13;多蘗多穗的特點主要來自蚰選57(白蚰包)和L277/4;抗寒性好主要來自蚰選57(白蚰包)、洛夫林13。
2.1 加強分析研究,深入了解親本的遺傳背景是成功選育高產穩(wěn)產小麥品種的基礎小麥育種過程中,往往都關注親本的特征特性及優(yōu)缺點,而對親本的遺傳背景卻分析不深入、不透徹,因此造成育種的盲目性大、預見性差。
青豐系列高產穩(wěn)產小麥品種的育種實踐表明,育種者充分了解掌握親本的遺傳背景與信息,有利于提高小麥育種的預見性和育種效率,是成功選育優(yōu)異小麥品種的基礎。如在青豐1號等系列小麥品種選育過程中,通過請教有關專家和查閱相關文獻資料,深入分析了魯麥14和煙農15的遺傳背景,了解到魯麥14具有蚰包、洛夫林13、維爾、如羅、小罌粟、歐柔、L277/4、向陽2號等國內外十幾個親本的血緣,煙農15的母本是當?shù)馗弋a品種蚰選57(白蚰包)、父本是意大利品種ST2422/464(鄭引4號),遺傳背景都非常豐富。由于國內外多樣性種質資源的綜合利用,使得構成其雙親的基因類群具有血統(tǒng)遠緣、生態(tài)遠緣和類型遠緣等特性,為優(yōu)異基因的累加、互補和重組,進而為培育青豐1號等系列高產穩(wěn)產小麥品種奠定了豐富的遺傳基礎。
隨著科技的發(fā)展,還可充分利用生物技術手段,從分子水平上對親本進行遺傳分析。據(jù)蓋紅梅等[3]研究,通過對魯麥14及其青豐1號等衍生品種進行全基因組SSR掃描分析,青豐1號有65.4%的遺傳信息與骨干親本魯麥14相同,青農2號有70.6%與魯麥14相同。青豐1號和青農2號高比例的繼承了魯麥14的遺傳背景信息,又在重要位點水平很好的重組,繼承了父母本的優(yōu)良等位基因,解析了青豐1號和青農2號高產穩(wěn)產的遺傳基礎,也為利用青豐1號和青農2號選育小麥新品種提供了有益信息。目前,利用青豐1號和青農2號作親本,已審定小麥新品種2個(青農3號和山農32號),另有新世紀868、青農8號、墾星7號等小麥新品系正在參加國家或山東等省小麥品種試驗。
實踐表明,加強小麥親本遺傳背景的分析研究,重視遺傳背景的選擇,有利于優(yōu)良基因(位點)的累加和聚合,可以加速優(yōu)異品種的育種進程。因此,今后在進一步加強小麥種質資源搜集和引進的同時,應充分利用各種方法和途徑,對小麥親本的遺傳背景進行深入地分析研究,從而為成功選育小麥新品種奠定基礎。
2.2 緊扣育種目標,合理選配親本組合是成功選育高產穩(wěn)產小麥品種的關鍵青島市所處的膠東半島地區(qū),位于黃淮冬麥區(qū)東側,是黃淮冬麥區(qū)中較特殊的地區(qū),與北部冬麥區(qū)有許多相似之處,也曾劃歸北部冬麥區(qū)范圍。該區(qū)域春季干旱、低溫倒春寒、灌漿后期高溫干熱風、生長后期大風伴隨大雨天氣時有發(fā)生,嚴重影響小麥的高產穩(wěn)產。另外,隨著氣候和耕作制度等的變化,新、老病害呈加重趨勢,提高品種綜合抗病性也是當務之急。針對青島地區(qū)氣候和生產特點以及生產上應用的小麥品種遺傳背景狹窄、產量水平低、抗逆性差、不能適應復雜多變的生態(tài)條件,導致高產與穩(wěn)產難以兼顧這一現(xiàn)實問題,提出了選育高產穩(wěn)產小麥新品種的育種目標,并付諸實施。
要育成高產穩(wěn)產小麥品種,親本中最好至少有1個適應本地栽培條件、綜合性狀較好的大面積推廣品種。青豐1號和青農2號的母本魯麥14號,青農3號的母本青豐1號均是本地不同時期的主栽品種。其中青豐1號和青農2號的母本魯麥14號是煙臺市農業(yè)科學院選育的一個高產、多抗、廣適小麥優(yōu)良品種。該品種是20世紀90年代初期黃淮冬麥區(qū)種植面積最大的品種,突出優(yōu)點是產量高、穩(wěn)產、耐旱、抗病性能好而持久,缺點是子粒飽滿度及抗倒性欠佳。青豐1號、青農2號和青農3號的父本煙農15號也是煙臺市農業(yè)科學院選育的小麥品種,該品種優(yōu)點是株型緊湊、穗容量大、莖稈質量好、抗倒伏能力強、子粒飽滿、面包烘烤品質優(yōu)異,不足之處是抗旱性弱、易早衰、穗頂部有不實小穗。
青豐1號、青農2號和青農3號的雙親優(yōu)點多,缺點少,性狀互補性強,這是青豐1號等系列高產穩(wěn)產小麥品種得以成功選育的關鍵。
2.3 創(chuàng)造各種條件,采用科學有效的選擇方法是成功選育高產穩(wěn)產小麥品種的有效途徑品種的抗逆性是小麥穩(wěn)產的基礎,高產穩(wěn)產小麥品種必須具有多種抗性,在不同氣候和生產條件下性狀穩(wěn)定,而且不能有致命缺點,因此在合理選配親本組合,為育成高產穩(wěn)產小麥品種提供最大遺傳可能性的基礎上,還要在雜種后代選擇過程中,創(chuàng)造各種條件,采取多種方法,使其在高壓力下充分展示優(yōu)點、暴露缺點,才能選育出豐產性和抗逆性有機結合、綜合性狀好、增產潛力大的高產穩(wěn)產品種。
目前,各小麥育種單位主要采用異地多點鑒定法,但此法僅考慮自然條件變化對小麥生長發(fā)育的影響,而沒有考慮目前我國廣大農村栽培條件(如播期、播量等)千差萬別對小麥新品種的要求。為此,對重點組合的優(yōu)良品系創(chuàng)造性地采用異地多點綜合鑒定法,即在異地多點鑒定法的基礎上,在每一試驗點進行品系鑒定時,改變以往相同播量、同期播種的做法,采用不同播量、不同播期的綜合鑒定法,重點選擇在不同播量(大、中、?。?、不同播期(早播、適期播種、晚播)均表現(xiàn)良好的品系。另外,在小麥雜交后代的選擇中,要在不同年際間,抓住特殊氣候(如寒害、風災、干熱風和病蟲害大發(fā)生)對小麥的影響,進行全面系統(tǒng)地觀察評比,重點選擇綜合抗逆性好的單株、穗(株)行或品系。
采用此法選育的小麥品種青豐1號,在2007年干熱風為害嚴重,2009-2010年度冬前降溫早、強度大、越冬期間及早春氣溫偏低、低溫持續(xù)時間長,及2010-2011年度秋冬春三季連旱的極端氣候條件下均表現(xiàn)高產穩(wěn)產;此法選育的青農2號,在2013年4月春季低溫倒春寒、2016年1月“霸王級”寒潮、2014年5月和2017年5月高溫干熱風、2014-2017年山東膠東地區(qū)春季多年嚴重干旱的不利氣候條件下,年度間、地區(qū)間一直表現(xiàn)高產穩(wěn)產。
青豐1號等系列小麥品種的育種實踐表明,采用異地多點綜合鑒定方法選育的小麥品種對外界栽培條件和生態(tài)環(huán)境的變化均有較大的緩沖能力,易于實現(xiàn)高產穩(wěn)產。
[1]孫旭亮,韓新生,孫美芹,等.高產穩(wěn)產小麥新品種青豐1號的選育與栽培技術[J].農業(yè)科技通訊,2009(1):135-136
[2] 侯元江,孫旭亮,韓新生,等.小麥品種青農2號的選育與應用技術[J].種子科技,2017(11):29-30
[3] 蓋紅梅,李玉剛,王瑞英,等.魯麥14對山東新選育小麥品種的遺傳貢獻 [J].作物學報,2012,38(6):954-961